配方施肥对西南桦幼林生长的影响*



配方施肥对西南桦幼林生长的影响*

陈伟1,2，杨斌2，史富强3，裴艳辉2，李江2，陈绍安2，孟梦2，冯弦2

(1.国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育实验室/云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，云南昆明650201；

2.云南省林业科学院，云南昆明650201；3.普洱市林业科学研究所，云南普洱665000)

摘要：施肥是速生丰产林培育的重要技术环节，科学施肥能有效地提高林地生产力。采用4因素4水平的正交试验设计，就配方施肥对西南桦幼林植株生长的影响进行了研究。结果表明，(1)施肥处理对西南桦植株高生长和径向生长具有促进作用，高生长最大提高幅度达55 %，径向生长最大提高幅度达101 %；(2)4种肥料对西南桦高生长影响的主次顺序为氮肥>复合肥>磷肥>钾肥，高生长的最优组合为N3P2K4(CF)2；(3)4种肥料对西南桦植株径向生长影响的主次顺序为氮肥>复合肥>钾肥>磷肥，径向生长的最优组合为N3P3K4(CF)2。研究结果可为西南桦速生丰产林的培育提供参考。

关键词：西南桦；正交试验；配方施肥；生长

西南桦(Betulaalnoides)，又名桦桃木、裂皮树、西桦，为桦木科(Betulaceae)桦木属(Betula)在北半球分布最南的树种，在中国主要分布于云南南部、东南部和西南部，广西，海南。西南桦木材纹理直，结构细，重量硬度适中，干缩变形小，广泛应用于高级建筑装饰和高档家具制作，树皮可提取栲胶[1]。西南桦生长迅速，是一个优良的速生阔叶树种，可与多树种营建混交林，其人工林具有维持生物多样性、涵养水源、保持地力以及固定碳素等优良生态特性[2～5]，也是营建生态公益林的理想树种。近10年来，西南桦在云南、广西等省区得到迅速推广，造林面积已愈6.67×104hm2[5]，且仍呈良好的发展势头，成为中国热带、南亚热带地区造林面积最大的乡土阔叶树种[6]。

施肥是速生丰产林培育的重要技术环节，科学施肥能够有效改善土壤条件，增加土壤肥力，促进树木生长，提高林产品产量与质量。关于配方施肥，农作物开展的研究较多，在林木方面，重点开展的是核桃、八角等经济林树种[7～8]。近年来，中国对桉树[9]、杉木[10]、杨树[11]等主要速生用材树种进行了施肥试验，提出了各树种优化施肥方案和模型。但有关配方施肥对西南桦幼林生长的影响研究尚未见报道，为此设计开展了西南桦幼林期配方施肥试验，以期为西南桦人工林的养分管理提供科学依据。

1试验地概况

试验地设在云南省德宏州瑞丽市，地理位置东经97°55′35″，北纬24°02′34″，海拔1 080 m，属南亚热带季风性气候，全年分旱雨两季，基本无霜，年平均气温20℃，极端最高温34℃，极端最低温-0.6℃，≥10℃积温7 300.0℃，年降水量1 391.7 mm，年平均相对湿度80 %，年平均日照2 308 h[12]。冬无严寒，夏无酷暑，降雨主要集中在6-11月，土壤为赤红壤，土层深厚，酸性土，有机质含量28.99 g/kg，地带性植被为亚热带季风常绿阔叶林。

2材料与方法

2.1试验材料

试验材料为云南省林木品种审定委员会认定的西南桦良种“普桦1号”。2009年1月采用两段式育苗方式育苗[13]，7月选择苗高17.0±2.0 cm，地径0.20±0.05 cm的苗木造林。供试肥料为：尿素，含N 46.4 %；钙镁磷肥，含P2O518 %；氯化钾，含K2O 60 %；复合肥(桉树专用肥)，总养分30 %，含微量元素硼、锰、锌、铜、钼。

2.2试验设计

采用正交设计L16(45)安排试验，4个肥料因素即氮肥、磷肥、钾肥、复合肥，各因素设4个水平，共16个处理(表1)，每处理20株，重复3次。施肥以底肥形式进行施肥，2009年7月定植苗木，定植株行距2 m×3 m，穴状整地，定植穴规格40 cm×40 cm×40 cm，定植后的管理抚育措施同一般生产性幼林，2012年2月进行观测，测量的主要指标有树高和胸径。数据采用SPSS 11.5进行分析。

表1　因素与水平表

3结果与分析

3.1施肥对西南桦生长的影响

树高和胸径是直观反映植株生长情况最常用的2个指标，能反映植株生长情况。处理1为未施肥(对照)。施肥对西南桦高生长具有不同程度的促进作用，15种施肥处理的树高数值均大于对照(表2)，树高提高30 %以上的处理共有6个，其中处理11最大，为4.96 m，较对照3.20 m高55 %，其次为处理12及处理10。

表2　L16(45)正交试验设计及结果

进一步方差分析(表3)显示，不同处理树高差异达极显著水平。施肥对西南桦径向生长也具有不同程度的促进作用，其中未施肥的处理1胸径值最低，为2.10 cm，处理11和13最大，都为4.23 cm，较对照提高101 %，15个施肥处理中胸径提高30 %以上的处理有10个，不同施肥处理间胸径值差异极显著。

表3　不同处理生长性状的方差分析

3.2配方施肥试验的极差分析

因素间水平极差(R)的大小，说明该因素对试验结果的影响程度。参试的4因素对西南桦幼林高生长影响的主次顺序为氮肥>复合肥>磷肥>钾肥(表4)，最佳水平为N3，P2，K4，(CF)2，即处理组合为N3P2K4(CF)2时最利于植株高生长。4因素对西南桦幼林植株径向生长影响的主次顺序为氮肥>复合肥>钾肥>磷肥，各因素最优水平组合为N3P3K4(CF)2。综合高生长与径向生长，氮肥对西南桦生长的作用最大，这与同样是速生用材树种的桉树[14]和杨树[15]具有相似的研究结果。

表4　正交试验直观分析表

注：k1、k2、k3、k4分别为各因素水平1、水平2、水平3、水平4的均值±标准差，R为极差。不同小写字母代表p=0.05差异显著；不同大写字母表示p=0.01差异显著。

3.3配方施肥试验的方差分析

对于高生长，氮肥因素4水平间的差异显著(p<0.05,表5)，进一步的多重比较(表4)显示，k3水平与k1水平间对高生长的影响达到显著水平，而k2和k4水平与k1水平间差异不显著，与k3水平比较差异也不显著，说明只有k3水平对于高生长才具有显著的促进效果；因素磷肥、钾肥、复合肥的不同水平对西南桦高生长的影响差异不显著。径向生长，4个因素中只有N因素4个不同的水平间的差异显著(p<0.05,表5)，k3水平与k1水平间达到显著水平，k3水平对于径向生长具有显著的促进作用。

表5　正交试验方差分析表

3.4最佳施肥配比的筛选

综合分析后确定西南桦幼林植株高生长的最优组合为N3P2K4(CF)2，即100 g氮肥+50 g磷肥+150 g钾肥+50 g复合肥，该组合在16种处理中并未出现，与之最接近的试验组合为处理10，处理10在16种组合中对高生长的作用排名第3；综合分析确定的西南桦幼林植株径向生长的最优组合为N3P3K4(CF)2，即100 g氮肥+100 g磷肥+150 g钾肥+50 g复合肥，该组合在16种处理中也并未出现，与之最接近的试验组合为处理11，处理11在16种组合中对径向生长的作用排名第1。

4结论与讨论

4.1结论

氮肥、磷肥、钾肥、复合肥4因素4水平正交施肥试验对西南桦植株生长影响的研究结果表明，施肥处理对西南桦植株高生长具有促进作用，不同施肥处理树高差异达到显著水平，提高幅度最大可达55 %，施肥处理对西南桦植株径向生长也具有促进作用，不同施肥处理胸径差异达到显著水平，提高幅度最大可达101 %。

4因素对西南桦高生长影响的主次顺序为氮肥>复合肥>磷肥>钾肥，高生长的最优组合为N3P2K4(CF)2，即每株100 g氮肥+50 g磷肥+150 g钾肥+50 g复合肥；4因素对西南桦植株径向生长影响的主次顺序为氮肥>复合肥>钾肥>磷肥，最优水平组合为N3P3K4(CF)2，即每株100 g氮肥+100 g磷肥+150 g钾肥+50 g复合肥。

4.2讨论

磷是控制植物生命过程的重要元素之一，植物在生长过程中需要大量的磷。在土壤中，磷是所有基本营养元素中有效性最低的一种,它在土壤中的浓度一般低于其他大量元素[16]。而低纬度地区土壤中磷缺乏[17～18]。因此在低纬度热带地区，磷元素通常成为限制植株生长的元素。本试验极差分析显示，磷对西南桦幼林植株的作用并不是最大的。说明磷并没有成为西南桦生长的主要限制因子，推测原因，可能是试验地土壤可利用磷的含量相对较高，大于其生长所需的最小含量，也有可能是西南桦对低磷环境具有较强的适应性。具体原因有待进一步研究。

正交试验对于探索配方施肥具有明显的优势。通过4因素4水平的正交试验，得出了有利于西南桦高生长和径向生长的优化方案，即高生长最佳方案N3P2K4(CF)2，径向生长最佳方案N3P3K4(CF)2，但值得注意的是，2个最佳方案都未出现在表2中的16种处理中，即本次试验并未进行以上2种组合实验，这是因为正交设计是一种均一性设计，并不包括所有可能的处理组合，这也是正交试验设计的一个优点，不会因减少试验次数而使最好的水平搭配落选，虽然以上2种理论的最佳组合方案的正确性还值得进一步的试验验证，但可以为寻找最佳组合方案指明方向，精简试验次数，克服在施肥配方设计上的盲目性，提高了工作效率和试验的准确性。在理论最优组合验证以前，现阶段的生产实践中，建议优先推荐使用16种组合中生长最好的处理11。

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Effect of Formula Fertilization on Sapling Growth of Betula alnoides

CHEN Wei1,2，YANG Bin2，SHI Fu-qiang3，PEI Yan-hui2，LI Jiang2，

CHEN Shao-an2，MENG Meng2，FENG Xian2

(1.Yunnan Laboratory for Conservation of Rare, Endangered & Endemic Forest Plants, Public Key Laboratory of the State Forestry Administration/

Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Exploitation of Forest Plants, Kunming Yunnan 650201，P.R.China;

2.Yunnan Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650201，P.R.China; 3.Pu’er Forestry Institute,Pu’er Yunnan 665000，P.R.China)

Abstract:Fertilization is an important techinal process in the cultivation of fast-growing and high-yield forest, and scientific fertilization can effectively improve land productivity.Effect of formula fertilization on sapling growth of Betula alnoides was studied by using orthogonal design with 4 factors and 4 levels.The results showed that:(1)Fertilizer treatment can enhance the growth of height and diameter of B.alnoides, the maximum extent reached to 55 % and 101 %.(2) The important order of effect of 4 fertilizers on height growth is nitrogen>compound fertilizer>phosphorus>potassium,the optimal combination is N3P2K4(CF)2.(3) The important order of 4 factors on diameter growth is nitrogen > compound fertilizer > potassium > phosphorus,the optimal combination is N3P3K4(CF)2.The results can provide reference for cultivation of B.alnoides plantation.

Key words:Betula alnoides;orthogonal design;formula fertilization;growth

中图分类号：S 792.15

文献标识码：A

文章编号：1672-8246(2015)05-0081-05

通讯作者简介：杨斌(1971-)，男，高级工程师，主要从事森林培育方面的研究。E-mail：ynyaf@126.com

作者简介：第一陈伟(1982-)，男，助理研究员，硕士，主要从事森林培育及林木育种研究。E-mail：chenwei176@126.com

基金项目：云南省林业推广项目(2012TSYN09)，国家林业公益性行业科研专项( 200704041)。

收稿日期：*2015-04-15

doi10.16473/j.cnki.xblykx1972.2015.05.016